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先日、以下のRustコードの2行目の .map(Some) のように、mapの引数にクロージャではなく SomeOkを渡しているのを見かけました。

let v = vec![1,2,3];
let a = v.iter().map(Some).collect::<Vec<_>>();
println!("{:?}", a); //=> [Some(1), Some(2), Some(3)]

これの出力が[Some(1), Some(2), Some(3)] となるのは、変数に束縛したクロージャを渡すのと同じ見た目なので、直観的には理解できます。

let v = vec![1,2,3];
let fun = |x| x + 3;
let v = v.iter().map(fun).collect::<Vec<_>>();
println!("{:?}", a); //=> [4, 5, 6]

公式リファレンスのmapには次の記述があります。しかし、リファレンスを見る限りOptionFnMutを実装していないようです。

map() transforms one iterator into another, by means of its argument: something that implements FnMut.

いくらfun(x)Some(x)で書き方が似ていようと、前者はクロージャ、後者はenumです。どうして上記の書き方でうまくいくのでしょうか?

なお、Rubyでは Symbol#to_proc を使って、メソッド名からブロック(クロージャ)を生成できます。オブジェクトを文字列に変換する to_s メソッドにこれを使うと、 [1, 2, 3].map(&:to_s) == [1, 2, 3].map {|x| x.to_s} == ["1", "2", "3"] と書けます。これと似た仕組みがあるのでしょうか?

2 件の回答 2

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現時点では私も完全な答えがわからないので、わかるところについて回答します。(後でもし何か分かったら追記します → 追記しました)

なお、Rubyでは Symbol#to_proc を使って、メソッド名からブロック(クロージャ)を生成できます。オブジェクトを文字列に変換する to_s メソッドにこれを使うと、 [1, 2, 3].map(&:to_s) == [1, 2, 3].map {|x| x.to_s} == ["1", "2", "3"] と書けます。これと似た仕組みがあるのでしょうか?

はい。これに似た仕組みはあります。Rustではsafeな関数ポインターは Fn, FnMut, FnOnce を実装します。

https://doc.rust-lang.org/stable/std/primitive.fn.html

all safe function pointers implement Fn, FnMut, and FnOnce.

これを使うと、以下のようなコードを書けます。

// Some(x)を返すsafeな関数
fn make_some<T>(x: T) -> Option<T> {
    Some(x)
}

let v = vec![1,2,3];
// mapが要求している `FnMut(Self::Item) -> B` のところに `make_some` を
// 渡すことができる。なぜなら `make_some` は `FnMut(T) -> Option<T>` を
// 実装しており、要件を満たしているから。
let a = v.iter().map(make_some).collect::<Vec<_>>();
println!("{:?}", a); //=> [Some(1), Some(2), Some(3)]

いくらfun(x)Some(x)で書き方が似ていようと、前者はクロージャ、後者はenumです。どうして上記の書き方でうまくいくのでしょうか?

こちらについてはどういう仕組みなのか私にもわかりません。たぶんSome(x)make_some(x)関数のように扱っているのだと思いますが、それを裏付ける情報が見つかりません。何か分かったら追記します。

追記

Slackの日本語Rustコミュニティー(rust-jp)で、裏付けとなる情報があることを教えてもらいました(Slack rust-jpの入会ページ

  • 公式ガイド(The Rust Programming Language)の記述(まだpublishされてない?)
    • "the name of each enum variant that we define also becomes a function that constructs an instance of the enum"
  • 公式Rustリファレンスの記述に関する解釈
    • Qiitaの記事「tuple struct, enumは暗黙にコンストラクタをクロージャとして定義する」の コメント欄より。『「タプルのコンストラクタは関数である」という直接的な記述は見つからなかったのですが、call expressionが可能 = 関数の一種と見なせるという理屈で理解できます』

これらに書かれていることをまとめると以下のようになります。

  1. enumのタプルアイテムやタプル構造体の初期化式は、そのコンストラクターの call expression に等しい
    • つまりSome(x)による値の初期化は、関数ポインターfn(T) -> Tを呼び出しているとみなせる
  2. safeな関数ポインターはFn, FnMut, FnOnceを実装するので、fn(T) -> Tmapに渡せる
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  • 1
    ありがとうございます。commitに対応するissue をたどると、TRPLの第19章で説明されていることがわかりました(読む場所が悪かったようです…)。
    – sei0o
    2021年9月8日 5:02
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いくらfun(x)とSome(x)で書き方が似ていようと、前者はクロージャ、後者はenumです。どうして上記の書き方でうまくいくのでしょうか?

リファレンスのFunction item typesの項目にそれらしい記述を見つけました。

  • 関数とenumのコンストラクタがともにfunction itemとして扱えること
  • function itemがFnMutを実装すること(関数ポインタがFnMutを実装する遠因?)

が書かれています。

またFunction pointer typesの項目にはfunction itemから関数ポインタがつくれるとあるので、上記と合わせて、mapの引数としてSomeを渡して良いことがわかります。

ところでエラーを起こしてみると、実際にどのような型がついているかがわかります。

fn main() {
    Some
}
error[E0308]: mismatched types
 --> test.rs:2:5
  |
1 | fn main() {
  |           - expected `()` because of default return type
2 |     Some
  |     ^^^^ expected `()`, found fn item
  |
  = note: expected unit type `()`
               found fn item `fn(_) -> Option<_> {Option::<_>::Some}`

error: aborting due to previous error

For more information about this error, try `rustc --explain E0308`.

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